arm linux啟動流程之進入內核

還是從編譯鏈接生成vmlinux的過程來看吧，由一大堆.o文件鏈接而成，第一個就是
kernel\arch\arm\kernel\head-armv.o ,而且我們還看到了
lds鏈接文件kernel\arch\arm\vmlinux.lds,先把它分析一下
ENTRY(stext) //入口點是stext 應該就在head-armv.s中了
SECTIONS
{
. = 0xC0008000; //基址，是內核開始的虛擬地址
.init : { /* Init code and data */
_stext = .;
__init_begin = .;
*(.text.init)
__proc_info_begin = .;
*(.proc.info)
__proc_info_end = .;
__arch_info_begin = .;
*(.arch.info)
__arch_info_end = .;
__tagtable_begin = .;
*(.taglist)
__tagtable_end = .;
*(.data.init)
. = ALIGN(16);
__setup_start = .;
*(.setup.init)
__setup_end = .;
__initcall_start = .;
*(.initcall.init)
__initcall_end = .;
. = ALIGN(4096);
__init_end = .;
}
關於虛擬地址和物理地址的：使用MMU後，系統就會使用虛擬地址，通過MMU來指向
實際物理地址而在這裡我們的0xC0008000實際物理地址就是0x30008000，
具體關於MMU的介紹參考《ARM體系結構與編程》。
到head-armv.s找到程序的入口
.section ".text.init",#alloc,#execinstr
.type stext, #function
ENTRY(stext)
mov r12, r0
mov r0, #F_BIT | I_BIT | MODE_SVC @ make sure svc mode
msr cpsr_c, r0 @ and all irqs disabled
bl __lookup_processor_type
teq r10, #0 @ invalid processor?
moveq r0, #'p' @ yes, error 'p'
beq __error
bl __lookup_architecture_type
teq r7, #0 @ invalid architecture?
moveq r0, #'a' @ yes, error 'a'
beq __error
bl __create_page_tables
adr lr, __ret @ return address
add pc, r10, #12 @ initialise processor
來看看上一句跳到哪裡去了
去追尋r10的值，是在__lookup_processor_type子函數中賦的
__lookup_processor_type:
adr r5, 2f //r5 標號2的地址 基址是0x30008000
ldmia r5, {r7, r9, r10} //r7=__proc_info_end r9=__proc_info_begin
sub r5, r5, r10 //r10 標號2的鏈接地址 基址是0xc0008000
add r7, r7, r5 @ to our address space
add r10, r9, r5 //r10 變換為基址是0x30008000的__proc_info_begin
2: .long __proc_info_end
.long __proc_info_begin
.long 2b
這樣r10中存放的是__proc_info_begin的地址,因為現在我們還沒有打開MMU
所以還是需要把基址變換到0x30008000,接著我們就去找__proc_info_begin吧
注意到在上面的vmlinux.lds中有這個標號,下來鏈接的是.proc.info段,
在kernel\arch\arm\mm\proc-arm920.s的最後找到了這個段
.section ".proc.info", #alloc, #execinstr

.type __arm920_proc_info,#object
__arm920_proc_info:
.long 0x41009200
.long 0xff00fff0
.long 0x00000c1e @ mmuflags
b __arm920_setup
ok,這樣我們就知道add pc, r10, #12跳到哪裡去了,因為這個地址剛好放了條跳轉語句
注意了b語句用的都是相對地址,所以不需要變換地址,反正是跳到__arm920_setup,而且
上一條語句是adr lr, __ret,設定了__arm920_setup的返回地址是__ret,所以執行完
__arm920_setup後回到head-armv.s的__ret標號繼續執行.
__ret: ldr lr, __switch_data
mcr p15, 0, r0, c1, c0 //注意這裡了,在這裡打開了MMU
mov r0, r0
mov r0, r0
mov r0, r0
mov pc, lr //跳到__mmap_switched,這裡已經用了虛擬地址了吧
// 這條指令ldr lr, __switch_data加載的__mmap_switched地址就是虛擬地址啊
__switch_data: .long __mmap_switched
從__mmap_switched一路執行下來,就要調到C語言代碼中去了
b SYMBOL_NAME(start_kernel) //在kernel\init\main.c中
這個程序不是特別復雜，細心看看還是能大概看懂，我也不能去一一注釋
這裡有一個流程圖

到了C語言中就不是很難理解了
lock_kernel();
printk(linux_banner);
setup_arch(&command_line);
printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
parse_options(command_line);
trap_init();
init_IRQ();
sched_init();
softirq_init();
time_init();
就是一大堆初始化工作,追著每個函數去看好了

start_kernel最後調用的一個函數
static void rest_init(void)
{
kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGNAL);
unlock_kernel();
current->need_resched = 1;
cpu_idle();
}
用kernel_thread建立了一個init進程,執行的是main.c中的init函數
lock_kernel();
do_basic_setup();
在do_basic_setup中調用了do_initcalls函數
各種驅動都是在do_initcalls(void)中完成的
static void __init do_initcalls(void)
{
initcall_t *call;

call = &__initcall_start;
do {
(*call)();
call++;
} while (call < &__initcall_end);

flush_scheduled_tasks();
}
__initcall_start也是在vmlinux.lds中賦值的,那就需要找到.initcall.ini這個段
在kernel\include\linux\init.h中可以找到
#define __init_call __attribute__ ((unused,__section__ (".initcall.init")))
typedef int (*initcall_t)(void);
#define __initcall(fn) \
static initcall_t __initcall_##fn __init_call = fn
仔細研究下就發現這是把初始化函數的地址放到了.initcall.init段中
這樣就可以不斷調用驅動的初始化函數了
如果沒有定義MODULE,那麼#define module_init(x) __initcall(x);
所以如果要把驅動的編譯進內核就很簡單了吧
init的最後
if (execute_command)
execve(execute_command,argv_init,envp_init);
execute_command與ppcboot傳的命令行參數是有關的哦,就是init=/linuxrc
這樣就要去執行根目錄下的linuxrc腳本,這個腳本會去執行busybox
而busybox又去執行/etc/init.d/rcS腳本,這個腳本又去執行/usr/etc/rc.local
完了